地理信息系統(tǒng)在油田勘探開發(fā)中的應(yīng)用及其發(fā)展趨勢

藍(lán)祥淼

（大慶油田工程有限公司，黑龍江 大慶 163712）

一、地理信息系統(tǒng)概述

地理信息屬于空間信息范圍，包含了關(guān)于地球中存在于地表上的物體同周圍環(huán)境之間的各項(xiàng)參數(shù)，主要涉及數(shù)量、性質(zhì)及分布規(guī)律相關(guān)的參數(shù)信息。地理信息系統(tǒng)簡稱GIS，是通過信息處理技術(shù)，將研究對象的相關(guān)地理信息，在搜尋、獲取、記錄、分析、整理以及輸出等環(huán)節(jié)上進(jìn)行有效合理的整合與利用，在結(jié)合研究對象各方面信息后智能處理分析的信息系統(tǒng)。其主要特點(diǎn)為：區(qū)域性、動(dòng)態(tài)性以及多維度性。

二、GIS在油田勘探開發(fā)中的應(yīng)用

1 應(yīng)用方法

GIS在石油勘探開發(fā)過程中主要通過對數(shù)據(jù)輸入、數(shù)據(jù)處理與分析解釋以及處理結(jié)果的輸出三個(gè)方面對油田信息數(shù)據(jù)進(jìn)行處理與利用。

1.1 數(shù)據(jù)輸入。油田勘探開發(fā)工程中僅鉆探和開采工作環(huán)節(jié)，對于工作對象中有關(guān)烴源巖、儲(chǔ)層、蓋層及其配套關(guān)系等方面的信息與參數(shù)數(shù)據(jù)就非常之多。且由于每個(gè)方面都有各自特征，這些數(shù)據(jù)信息的表達(dá)形式、記錄格式和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)均存在較大差異。為了方便記錄與管理，可將這些信息經(jīng)過GIS記錄前預(yù)處理后，便可有效快捷地輸入到GIS數(shù)據(jù)庫中。但因GIS預(yù)處理后精度會(huì)發(fā)生偏差，在進(jìn)行原始數(shù)據(jù)錄入時(shí)，必須要保證數(shù)據(jù)精度的高度準(zhǔn)確，以免在中后期的數(shù)據(jù)處理階段產(chǎn)生雪球效應(yīng)出現(xiàn)較大的偏差影響工程的實(shí)施。

1.2 數(shù)據(jù)處理與分析解釋。對于數(shù)據(jù)的分析與整合是保證勘探開發(fā)工程實(shí)施的關(guān)鍵，在對數(shù)據(jù)預(yù)處理并記錄后，GIS能通過其層疊功能對源巖、儲(chǔ)層、蓋層及配套關(guān)系等方面的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析整理，使其形成一個(gè)清晰且具有地質(zhì)特性的整體，簡單有效地表述開采區(qū)的總體狀況。同時(shí)GIS對于局部參數(shù)信息的分析，能夠篩選出有價(jià)值的開采區(qū)。且GIS對于分析模型的兼容性非常強(qiáng)，使用時(shí)可以通過不斷修改來對分析進(jìn)行更好的完善。

1.3 成果輸出。GIS對信息的多種整理模式能夠適應(yīng)不同的結(jié)果處理要求，GIS成果輸出環(huán)節(jié)包含了圖像、制表與文字報(bào)告功能。對于成果輸出的不同表達(dá)形式，GIS既可以通過操作屏幕直接表達(dá)，也能將信息處理為硬拷貝或軟盤結(jié)構(gòu)進(jìn)行輸出。

2 具體應(yīng)用內(nèi)容

在石油勘探開發(fā)過程中，積累了大量繁雜的圖件、數(shù)據(jù)和文件，這些信息的綜合應(yīng)用與管理，對于指導(dǎo)油田生產(chǎn)有很重要的意義，但由于其數(shù)據(jù)種類復(fù)雜，且數(shù)據(jù)信息巨大，工作人員對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析時(shí)會(huì)消費(fèi)大量的精力在搜尋和校對上，對于許多高精度的數(shù)據(jù)工作，常常為影響到工作進(jìn)程，而GIS技術(shù)的出現(xiàn)為其提供了解決方案。目前GIS在石油地質(zhì)中的應(yīng)用主要集中以下方面：（1）專題制圖。對于石油工作者來說，圖紙上包含的各項(xiàng)地質(zhì)數(shù)據(jù)是直接了解油田開采區(qū)狀況的最有效的工具，因此制圖工作往往是整個(gè)開發(fā)工程的重點(diǎn)基礎(chǔ)，目前工程中的主要制作圖件包括石油開采區(qū)的構(gòu)造圖、沉積相圖、儲(chǔ)層分布與評價(jià)圖、油氣資源評價(jià)與預(yù)測圖等，圖件的質(zhì)量好壞決定了整個(gè)工程的質(zhì)量，傳統(tǒng)制圖由于其制作難度、制作效率、圖件管理和人力因素等方面不能滿足信息數(shù)據(jù)量逐漸增多的圖件制作要求，同時(shí)在對圖件信息的利用和綜合整理上存在很大的不足，嚴(yán)重阻礙了圖件質(zhì)量的發(fā)展與進(jìn)步。GIS可以通過其快速的信息處理能力，將數(shù)據(jù)庫中開采區(qū)的多種地質(zhì)信息進(jìn)行分層、分區(qū)域管理，結(jié)合快速成像技術(shù)，在GIS對數(shù)據(jù)高速處理搜尋的基礎(chǔ)上，能在非常短暫的時(shí)間里（相對于傳統(tǒng)人工制圖）繪制出工作者分析所需要的圖件，并且會(huì)根據(jù)數(shù)據(jù)的不斷變化，保證現(xiàn)圖件信息同步更新，提高了圖件的可用性和數(shù)據(jù)靈活性。（2）數(shù)據(jù)管理。在石油勘探開發(fā)工作中，由于大量的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和圖形數(shù)據(jù)，工作者們在數(shù)據(jù)研究處理工作上所投人的精力只占20%，而80%則用在對基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的查找、整理、組織和驗(yàn)證環(huán)節(jié)上，對于大量數(shù)據(jù)的有效管理是提高工作效率的突破口，GIS技術(shù)可對數(shù)據(jù)進(jìn)行智能存儲(chǔ)和管理，使得項(xiàng)目數(shù)據(jù)的尋訪變得非常容易，減少工作者利用數(shù)據(jù)時(shí)所需耗費(fèi)的大量精力，為地質(zhì)工作者提供一個(gè)易于使用的資料管理和綜合的環(huán)境。（3）油氣資源評價(jià)。工作者可在GIS軟件中添加數(shù)據(jù)分析模型，通過GIS對開采區(qū)多種信息的綜合分析，對其油氣資源進(jìn)行評價(jià)并以不同的屬性加以說明和描述，能成為工作者進(jìn)行油田分析時(shí)高效、快速的信息提取和分析工具，通過對分析模型的算法與精度的不斷完善還可以實(shí)現(xiàn)對油田開采區(qū)的宏觀評價(jià)-區(qū)帶評價(jià)-圈閉評價(jià)的高質(zhì)量評價(jià)。（4）油氣勘探開發(fā)管理。基于GIS開發(fā)的油氣勘探數(shù)據(jù)庫應(yīng)用與管理系統(tǒng)能夠采集、存儲(chǔ)、管理、分析和描述油田地質(zhì)狀況和與地理分布有關(guān)的屬性數(shù)據(jù)和空間數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)管理過程的程序化、規(guī)范化，對于開發(fā)中后期油田進(jìn)行地質(zhì)信息綜合管理和應(yīng)用有重要意義。（5）綜合決策。通過將GIS優(yōu)秀的數(shù)據(jù)處理功能與專家系統(tǒng)結(jié)合，可幫助地質(zhì)工作者進(jìn)行正確決策，例如，一些學(xué)者將GIS于砂巖盆地綜合測井專家系統(tǒng)相結(jié)合，初步實(shí)現(xiàn)了巖性自動(dòng)識(shí)別，并完成了地質(zhì)圖件自動(dòng)繪制、編輯與加工，結(jié)合三維立體圖繪制軟件還可全方位反映地層中礦體的分布。

三、GIS在油田勘探開發(fā)中的發(fā)展趨勢

（1）虛擬油田的實(shí)現(xiàn)。將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與GIS結(jié)合，實(shí)現(xiàn)對于地下不可見的油田進(jìn)行虛擬映射，通過三維成像技術(shù)，在工作室中從顯示輸出端里創(chuàng)造一段地下的三維圖像，主要包含了所探勘地下油田的相關(guān)地質(zhì)信息。研究者可據(jù)此從各個(gè)角度觀察地下地質(zhì)情況，直接設(shè)計(jì)出地面井位和開發(fā)工程方案。（2）TGIS的推廣應(yīng)用與完善?，F(xiàn)階段各油田勘探開發(fā)工程是由的GIS主要處于靜態(tài)數(shù)據(jù)處理模式上，而實(shí)際上石油在地下的信息是動(dòng)態(tài)的，因此靜態(tài)GIS在工程項(xiàng)目中仍然存在一些局限。而TGIS技術(shù)是以實(shí)時(shí)跟蹤記錄數(shù)據(jù)為主，能充分適應(yīng)石油的動(dòng)態(tài)特性，TGIS技術(shù)的應(yīng)用好發(fā)展想必是未來油田工程項(xiàng)目的必然趨勢。

[1]李雄，涂偉，魏力勇.地理信息系統(tǒng)在油田勘探開發(fā)中的應(yīng)用及其發(fā)展趨勢[J].西部探礦工程，2008（05）.

[2]周彥臣.地理信息系統(tǒng)在油田開發(fā)管理中的應(yīng)用[J].科協(xié)論壇（下半月），2012（06）.